毕业答辩--=氧化石墨烯稳定的Pickering乳液及其性能研究

1、PPT模板下载： 行业PPT模板： 节日PPT模板： PPT素材下载： PPT图表下载： 优秀PPT下载： PPT教程： Word教程： Excel教程： 资料下载： 范文下载： 答辩人：梅梦凡答辩人：梅梦凡班级：班级：10高分子材料与工程高分子材料与工程学号：学号：20100458指导老师：申亮教授指导老师：申亮教授目目录录前言前言实验部分实验部分结果与讨论结果与讨论结论结论石墨烯和氧化石墨烯石墨烯和氧化石墨烯Pickering乳液乳液本文的目的及意义本文的目的及意义选题背景选题背景选题背景选题背景 从石墨烯从石墨烯04年被发现以来，就以其优年被发现以来，就以其优异的物理机械性能、导电性、光

2、学等性能异的物理机械性能、导电性、光学等性能及廉价易得的优点引起了人们的研究和运及廉价易得的优点引起了人们的研究和运用热潮用热潮 ；而；而Pickering乳液这种与传统乳乳液这种与传统乳液相比无污染对人体无害且降低成本的乳液相比无污染对人体无害且降低成本的乳液，受到国内外学者的研究探索也是在护液，受到国内外学者的研究探索也是在护肤医药等领域迅猛的发展运用。本课题就肤医药等领域迅猛的发展运用。本课题就是将二者相结合，研究与讨论当前热点的是将二者相结合，研究与讨论当前热点的材料，并不断发现和探索未知领域。材料，并不断发现和探索未知领域。石墨烯和氧化石墨烯石墨烯和氧化石墨烯二维蜂窝状晶体结构二维蜂

3、窝状晶体结构04年年 Manchester Geim等人等人微机械分离法微机械分离法石墨烯是其他碳材料的结构基础单元石墨烯是其他碳材料的结构基础单元零零维维结结构构三三层层堆堆积积富富勒勒烯烯一一维维结结构构碳碳纳纳米米管管三三维维石石墨墨每个每个C原子原子键键 临近三个临近三个C原子原子sp2轨道轨道很强的强度很强的强度未成键未成键电子电子 轨道轨道电子离域电子离域电子移动电子移动优良的导电性优良的导电性性能性能廉价易得廉价易得制备制备石墨烯：化学合成法石墨烯：化学合成法 微机械剥离法微机械剥离法 氧化石墨烯还原法等氧化石墨烯还原法等氧化石墨墨烯：氧化石墨墨烯：Brodie法法 Staude

4、nmaie法法 Hummers法法制备氧化石墨烯三种方法对比制备氧化石墨烯三种方法对比Brodie法法Staudenmaie法法 Hummers法法质子酸质子酸浓浓H2SO4浓浓HNO3 浓浓HNO3浓浓H2SO4NaNO3氧化剂氧化剂KC1O4KClO4KMnO4H2O2石墨石墨石墨层间化合物石墨层间化合物强酸强酸过量酸过量酸氧化物氧化物石墨烯石墨烯水解水解Pickering乳液乳液区别：用固体微粒代替传统的表面活性区别：用固体微粒代替传统的表面活性优势：环保优势：环保 安全性高安全性高 对人体伤害小对人体伤害小用量少节约成本用量少节约成本易分离易分离 后续处理简便后续处理简便乳液更稳定乳液

5、更稳定 不易受温度等影响不易受温度等影响水油界面形成固体粒子膜而非分子聚水油界面形成固体粒子膜而非分子聚集体集体影响乳液稳定性的因素：影响乳液稳定性的因素：固体润湿性固体润湿性:接触角接近接触角接近90，最稳定，最稳定 90时，亲油，时，亲油， W/O90时时 ，亲水，亲水，O/W接近接近0或者或者180 ，无法稳定，无法稳定决定性因素决定性因素固体表面均匀性固体表面均匀性固体粒子浓度固体粒子浓度水相中的电解质水相中的电解质水相中的水相中的pH值值水油比水油比本文目的及意义本文目的及意义 通过改进的通过改进的Hummers法制备氧化石墨法制备氧化石墨烯，并利用氧化石墨烯来制备烯，并利用氧化石墨

6、烯来制备Pickering乳液，并对其接触角、乳液，并对其接触角、TEM、FTIR、XRD、XPS及及TGA检测，来分析所制备检测，来分析所制备的氧化石墨烯及的氧化石墨烯及Pickering乳液的性能，乳液的性能，从而在生产实践中得到运用，具有很大的从而在生产实践中得到运用，具有很大的开发和应用潜力。开发和应用潜力。实验部分实验部分氧化石墨烯的制备氧化石墨烯的制备预氧化：预氧化：80mL浓硫酸浓硫酸80+16.8gKPS16.8gP2O5+ 20g石墨石墨804.5h冷却、稀释冷却、稀释第二天第二天洗涤至中性、干燥洗涤至中性、干燥抽滤抽滤再次氧化：再次氧化：460mL浓硫酸浓硫酸+冰盐冰盐0-

7、5石墨石墨搅拌搅拌0.5h+ 60gKMNO410搅拌搅拌1.5h水浴水浴35搅拌搅拌2h920mL去离子水去离子水搅拌搅拌2h+2.8g去离子水去离子水50mL双双氧水氧水静置一天，离心静置一天，离心溶液变溶液变的金黄的金黄盐酸洗盐酸洗去离子水，清洗离心去离子水，清洗离心干燥干燥氧化石墨烯氧化石墨烯冰浴冰浴3次次药品名称药品名称纯度纯度生产厂家生产厂家石墨石墨AR(99.95%)青岛石墨有限公司青岛石墨有限公司浓硫酸浓硫酸AR(99.8%)西陇化工有限公司西陇化工有限公司过硫酸钾（过硫酸钾（KPS）AR阿拉丁阿拉丁P2O5AR阿拉丁阿拉丁KMnO4AR西陇化工有限公司西陇化工有限公司双氧水双

8、氧水AR阿拉丁阿拉丁浓盐酸浓盐酸AR（36.5%）西陇化工有限公司西陇化工有限公司甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯（MMA）AR天津博迪化工有限公司天津博迪化工有限公司丙烯酸丁酯丙烯酸丁酯(BA)AR天津博迪化工有限公司天津博迪化工有限公司NaHSO3AR北京化工厂北京化工厂实验原料与试剂实验原料与试剂Pickering乳液的制备乳液的制备GO溶液、溶液、BA、MMA、NaHSO3高速分散高速分散10min+ 10minN2+KPS和和H2O7524hPickering乳液乳液实验原料用量表实验原料用量表GO(mL)H2O(mL)MMA(g)BA(g)NaHSO3(mg)KPS(mg)H2O(g)

9、GO/M(%)10mg/mL0mL161.1006 0.901112.132.22.0378020.03mg/mL16mL01.0991 0.906512.133.02.00490.02430.625mg/mL16mL01.1020 0.900212.132.42.02110.541.25mg/mL16mL01.1.310.902212.132.52.00161结果讨论结果讨论氧化石墨烯结构表征氧化石墨烯结构表征AFM分析分析垂直距离垂直距离2.073nm水平距离水平距离152.34nm表面距离表面距离152.43nm厚度厚度1.5nm排列多层变化排列多层变化双层氧化石双层氧化石墨烯纳米片墨烯

10、纳米片多分多分散性散性XPS分析分析石墨：石墨：C%96.27 O%3.37氧化石墨烯：氧化石墨烯：C%62.91 O%35.5731倍倍制得含氧量高的氧化石墨烯制得含氧量高的氧化石墨烯 键能峰284.9eV对应的是GO的骨架中的C-C 286.8eV为GO中的COH、COC中的CO特征峰 288.0eV是GO中C=O的特征峰 含有多种含氧官能团含有多种含氧官能团拉曼表征拉曼表征具有高氧化度具有高氧化度氧化石墨氧化石墨D峰峰/G峰峰1.19石墨石墨D峰峰/G峰峰0.56Pickering乳液表征乳液表征 把GO/M分为是0%、0.024%、0.072%及0.104%的Pickering乳液标号

11、为P1-P4 编号编号P1P2P3P4转化率（转化率（%）7770.867.143.7Tg ()20.0131.5630.7331.64GO%,转化率转化率，Tg均有所均有所加入加入GO均有水油均有水油分层分层加入加入GO的膜裂的膜裂纹较少纹较少FTIR分析分析利用利用Hummers法制得了氧化石墨烯法制得了氧化石墨烯GO/MMA的复合材料的复合材料3413cm-1 O-HC=O1724cm-1 1728cm-11625cm-1 C=C1145cm-1 C-O-CXRD分析分析布拉格方程布拉格方程2dsin =n石墨石墨:0.33nmGO:0.88nmGO层间存在大量含氧官能团层间存在大量含氧

12、官能团TEM分析分析形成稳定层形成稳定层 高度重叠性高度重叠性 分散性稳定性分散性稳定性接触角接触角分组分组P1P2P3P4接触角接触角()77.277.874.585均均90值比较大值比较大 具有良好亲水性具有良好亲水性 O/W TGA分析分析GO:100以下：层间以下：层间水分水分150-220：氧化：氧化石墨分解石墨分解300-800：CH4O3及及CO失去失去42.24%GO/MMA复合材料：复合材料：编号编号P1P2P3P4残留量（残留量（%）2.57.55.45.2270以下：复合材料表面附着的水分以下：复合材料表面附着的水分250-440：PMMA达到分解温度而分解达到分解温度而分解结论结论（1）制得了氧化度高、具有重叠性、分散）制得了氧化度高、具有重叠性、分散性好的纳米氧化石墨烯微粒。性好的纳米氧化石墨烯微粒。 （2）以氧化石墨烯为稳定剂来制备的甲基）以氧化石墨烯为稳定剂来制备的甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯的Pickering 乳液，具有良好的稳乳液，具有良好的稳定性，且乳液颗粒均匀，约为定性，且乳液颗粒均匀，约为0.5um。 （3）当氧化石墨烯含量为）当氧化石墨烯含量为0